О нормах воздухообмена общественных зданий и последствиях их завышения

Санитарные нормы вентиляции помещений — нормы СниП

При строительстве нужно учитывать массу различных факторов, проводить расчеты

Но какое бы помещение вы не строили, особое внимание следует уделить вентиляции

Правила воздухообмена или вентиляции четко прописаны в Своде правил СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003.
Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Именно этим сводом правил нужно руководствоваться при создании проекта любого здания и его строительстве.

Вентиляция для приемлемого качества воздуха в помещениях в жилых зданиях с низким подъемом. Северный междисциплинарный обзор научных данных об ассоциациях между воздействием «сырости» в зданиях и воздействием на здоровье. Офис по стандартизации, измерениям и государственному тестированию.

М.: Оптимальные и приемлемые микроклиматические условия для среды обитания. Энергоемкость зданий определяется, в частности, двумя основными потребностями, от которых зависит конкретное потребление энергии. Это расход тепла для отопления, обеспечиваемый теплопередачей через конструкции и потребление энергии для вентиляции или воздухообмена. В этой статье мы остановимся только на проблемах вентиляции. Это связано с тем, что одним из наиболее распространенных способов снижения энергоемкости объектов является обмен окнами.

Правильная система циркуляции воздуха позволит избавить от сырости и духоты. Помимо этого воздухообмен напрямую связан с экологией и энергоснабжением.

Именно поэтому выбором типа воздухообмена лучше заняться еще на этапе проектирования.

Как рассчитать вентиляцию в помещении

Технологические развитие не стоит на месте, поэтому каждый может выбрать дополнительные опции для оптимизации воздушных масс. Чтобы произвести грамотную установку, нужно знать как рассчитать вентиляцию в помещении.

Для того, чтобы сделать расчет вытяжной вентиляции помещения, нужно рассчитать приточную систему и установить баланс приточного и вытяжного воздуха в помещении. При расчете вытяжной системы выделяют комнаты, которые требуют отдельных вентиляций, например, санузел и душевая.

В данном случае, вытяжка закладывается в соотношении 50м3/ч на каждый унитаз, 25м3/ч на писсуары и 75м3/ч на каждый душ.

Помимо ванных комнат, вытяжная система устанавливается в помещение, где происходит приготовление пищи. Размер зависит от вида плиты, чаще всего, 90 м3/ч.

Установка постоянной вентиляции необходима в каждом месте, чтобы создать правильные санитарные и гигиенические условия для работы и проживания. Вытяжная система служит для борьбы с вредными выделениями в среде, например:

• Пыль
• Высокий уровень влаги
• Избыток теплого воздуха
• Испарения вредных веществ и газов

Оборудование вытяжного типа может состоять из разных элементов и конструкций, их общая цель заключается в полноценном удалении использованных воздушных масс из любого помещения. Чтобы проверить правильную работу, можно выйти на свежий воздух и сравнить свои ощущения с воздухом в доме, если отличия отсутствуют, то система функционирует идеально.

Расчет приточной вентиляции помещения

Его можно провести самостоятельно. Для этого нужно знать объем нужного потока свежего воздуха и рассчитать трубы вентиляции, а также, определиться со способом обработки среды (фильтрация, охлаждение или подогрев, регулирование влаги).

Основной расчет при установке оборудования вентиляционного обеспечения — расчет приточной вентиляции. Именно от данных показателей производится расчет вытяжных систем.

Приточный тип вместе с очисткой среды (фотокалитический очиститель) очищает среду от:

• Выхлопных газов
• Производственных и бытовых токсичных веществ
• Аллергенов разного происхождения
• Копоти и газов
• Неприятных запахов и табачного дыма
• Угарного газа, озона, фенола и т.п.

Данные системы будут оправданы только тогда, когда здание расположено в зоне с повышенным уровнем загрязненности. Мощность подобных вентиляций является нецелесообразной в населенных пунктах с чистым воздухом.

Нормы воздухообмена для офисных зданий

Нормы в таких зданиях будут значительно выше, потому что вентиляция должна эффективно справляться с большим количеством углекислоты, выделяемой сотрудниками офиса и находящейся там техники, убирать излишек тепла, при этом подавать чистый воздух. В этом случае не будет достаточно естественной вентиляции, использование такой системы на сегодняшний день не может обеспечить требуемые гигиеничные и воздухообменные стандарты. При строительстве используют герметично закрывающиеся двери и окна, также устройство панорамного остекления полностью ограничивает попадание воздуха снаружи, что приводит к застою воздуха и ухудшению микроклимата жилья и общего состояния человека. Поэтому необходимо проектировать и устанавливать специальную вентиляцию.

В главные требования такой вентиляции входит:

• возможность обеспечения достаточного объема свежего чистого воздуха;
• фильтрация и устранение использованного воздуха;
• отсутствие превышения стандартов по шумности;
• удобное управление;
• небольшой уровень энергопотребляемости;
• возможность вписываться в интерьер и иметь небольшие размеры.

В конференц-залах требуется установка дополнительных приточных устройств, а вытяжку нужно устанавливать в туалетах, коридорах и в залах для копирования. В офисах механическая вытяжка монтируется в случаях, если площадь каждого кабинета превышает 35 кв. м.

Виды вентиляционных систем

Все вентиляционные системы можно разделить на несколько категорий, которые будут отличаться функционалом, способом передачи воздуха, а также движением воздушных масс.
Принцип работы данного оборудования зависит от движения воздушных масс. Существуют естественные и механические (искусственные) виды.

Естественная система вентиляции

Функционирует с помощью перепадов давления. Например, стандартные вентиляционные решетки, установленные в ванных комнатах и на кухнях работают за счет теплого воздуха и пара (при приготовлении пищи или принятии душа), который проникает в отверстие и вытягивается с помощью давления и гравитационной силы.

Механическая система вентиляции

Работает за счет вытяжного вентилятора, он забирает воздух из помещения и вытягивает его аналогично естественному движению.

По функциональному назначению существует:

• Приточная
• Вытяжная

Для того, чтобы воздух правильно перемещался, существует несколько видов, которые создают безопасный выход или вход. Канальная система имеет специальные отводы для движения воздуха, в бесканальной системе воздух движется произвольно, через двери, окна и т.п.

Вытяжная система вентиляции

Основная функция заключается в проветривании среды. Данная конструкция формирует замену воздушных масс, производится качественный вывод отработанных потоков, а на смену приходит свежий поток с улицы. Помимо решения основной задачи, в данном виде можно установить кондиционер, подогрев и охлаждение, а также фильтр.

Приточная система вентиляции

Функцией приточного воздухообмена является постоянное обновление воздуха в помещении. С помощью современных технологий, можно установить дополнительное оборудование, которое будет согревать или охлаждать подаваемый поток воздушных масс. Приточный вид может быть как местный, так и обще — обменный.

К местному виду относиться подача свежего воздуха в какое — то определенное место в помещении, к примеру — туалет или кухня (зона с повышенным загрязнением). В данном случае возможна точечная работа и вытяжной вентиляции в том месте, где обмен воздуха наиболее востребован.

Виды производственной вентиляции

Классификация промышленного вентилирования проводится по критериям локализации, направленности и способа функционирования. Рассмотрим подробнее.

По принципу функционирования

Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

• Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
• Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
• Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

• Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
• Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
• Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Чем вызвана необходимость воздухообмена

Воздухообмен в квартирах и частных домах позволяет поддерживать требуемое качество воздушной среды в помещениях. Под воздухообменом понимается расход наружного воздуха (м3/час), подаваемого в здание путём организации вентиляции.

Источниками загрязнения воздуха в жилых комнатах являются находящиеся в них материалы, а так же продукты жизнедеятельности человека. Воздух загрязняется путем перехода в газообразное или взвешенное состояние веществ, которые находятся в элементах конструкции, отделки помещения, в мебели, тканях, материалах бытовых изделий. К биологическим выделениям человека, влияющим на качество воздуха, относятся углекислый газ, ацетон, аммиак, амины, фенолы и другие. Содержание этих веществ в воздухе приблизительно пропорциональны объёму выдыхаемого человеком углекислого газа, вследствие чего комплексное воздействие человека на снижение качества воздуха в помещении в целях упрощения можно описать одним показателем- концентрацией углекислого газа СО₂.

Как грамотно спроектировать вентсистему

Теперь приступим к практическим рекомендациям, как правильно сделать полноценную вентиляцию в частном доме своими руками.

Алгоритм основных работ:

1. нужно изучить санитарные нормы по воздухообмену в жилых помещениях, соотнести их с габаритами ваших комнат;
2. произвести расчет размеров воздушных каналов;
3. подобрать оптимальную схему размещения воздуховодов;
4. подготовить места для монтажа конструкций;
5. установить все элементы системы.

Если вы задумались о качественном воздухообмене на стадии проектирования дома, вы очень правильно сделали. Именно на этом этапе можно спланировать размещение коммуникаций так, чтобы они не были заметны и при этом работали с максимальной отдачей.

Основная ошибка в планировании вентисистем – установка слишком мощных сетей, которые приведут к неоправданным энергопотерям. Другой неприятный момент – возникновение обратной  тяги в вентиляции частного дома.

В конечном итоге мы получили две величины воздухообменов: по ТП и ХП.

Вопрос — как быть?

Варианты решения:

1. Приточную систему рассчитывать на максимальный воздухообмен и установить на электродвигателе вентилятора регулятор частоты вращения, задействованный от температуры внутреннего воздуха. Вытяжную систему выполнить либо с естественной циркуляцией, либо механическую, задействованную от того же регулятора частоты вращения.

Система эффективная, но очень дорогая!

2. Выполнить две приточные установки и две вытяжные установки. Одна приточная и одна вытяжная установка работают в ХП. Приточная система с воздухонагревателем, который рассчитан на подогрев наружного воздуха от параметров “Б” до температуры притока. Вторая пара систем — приточная установка без калорифера, работает только ТП.

3. Выполнить только приточную систему на подачу по ХП и одну вытяжную систему такой же подачи, а воздухообмен в ТП осуществить через открытые окна.

Пример.

В административном здании — помещение атриума, с габаритными размерами в плане:

9 × 20,1 м

и высотой — 6 м

необходимо поддерживать температуру воздуха в рабочей зоне (h = 2 м)

t_В = 23ºС и относительную влажность φ_В = 60%.

Приточный воздух подаётся с температурой t_П = 18ºС.

Полные тепловыделения в помещении составляют

∑Q_полн. = 44 кВт,

явные тепловыделения равны ∑ Q_явн. = 26 кВт,

поступление влаги равны ∑ W = 32 кг/ч.

Решение (см. рисунок 3).

Для определения величины углового коэффициента необходимо привести все параметры согласно J — d диаграмме.

∑ Q_полн. = 44 кВт × 3600 = 158400 кДж/кг.

Исходя из этого, угловой коэффициент равен

Определяем тепловое напряжение помещения

Градиент температуры воздуха по высоте помещения составит (определяем по таблице)

grad t = 1,5ºС.

Тогда, температура уходящего воздуха равна

t_У = t_В + grad t( H — h_р.з.) = 23 + 1,5 ( 6 — 2 ) = 29  ºС.

На J — d диаграмме находим точку В с параметрами внутреннего воздуха (•) В:

t_В = 23ºС;    φ_В = 60%.

Проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 4950 через точку 0 шкалы температур и, параллельно этой линии проводим наш луч процесса через точку внутреннего воздуха — (•) В.

Так как, температура приточного воздуха t_П = 18ºС, то точка притока П будет определяться, как пересечение луча процесса и изотермы t_П = 18ºС.

Точка уходящего воздуха У лежит на пересечении луча процесса и изотермы t_У = 29 ºС.

Получаем параметры реперных точек:

В t_В = 23ºС;    φ_В = 60%;   d_В = 10,51 г/кг;    J_В = 49,84 кДж/кг;

П t_П = 18ºС;    d_П = 8,4 г/кг;    J_П = 39,37 кДж/кг;

У t_У = 29ºС;    d_У = 13,13 г/кг;    J_У = 62,57 кДж/кг.

Определяем расход приточного воздуха:

по теплосодержанию

по влагосодержанию

т.е. мы получим практически одинаковый расход приточного воздуха.

Определяем кратность воздухообмена по притоку

Таким образом, кратность воздухообмена по притоку составляет менее 5.

Так как, кратность воздухообмена по притоку составляет больше 5, то необходимо выполнить расчет из условия, что уходящую температуру внутреннего воздуха t_У необходимо принимать равной внутренней температуре воздуха в помещении t_В, т.е.

t_У = t_В

и формула для определения количества воздуха приняла бы вид:

по теплосодержанию

по влагосодержанию

Принципиальную схему приточной вентиляционной установки смотри рисунок 4.